أكد الباحثون توقعين لنظرية ألبرت أينشتاين العامة للنسبية ، واختتموا أحد أطول مشاريع وكالة ناسا. الأول هو التأثير الجيوديسي ، أو تزييف المكان والزمان حول جسم الجاذبية. والثاني هو سحب الإطار ، وهو المبلغ الذي يسحبه كائن الغزل من الفضاء والوقت معه أثناء تدويره.
حدد مسبار الجاذبية- ب كلا التأثيرين بدقة غير مسبوقة من خلال الإشارة إلى نجم واحد ، IM Pegasi ، أثناء وجوده في مدار قطبي حول الأرض. إذا لم تؤثر الجاذبية على المكان والزمان ، فستشير جيروسكوبات GP-B في نفس الاتجاه إلى الأبد أثناء وجوده في المدار. ولكن تأكيدًا لنظريات آينشتاين ، شهدت الجيروسكوبات تغيرات دقيقة قابلة للقياس في اتجاه دورانها ، في حين سحبت جاذبية الأرض عليها.
المشروع كما هو في الأشغال لمدة 52 عاما.
النتائج موجودة على الإنترنت في مجلة Physical Review Letters.
قال فرانسيس إيفريت ، الباحث الرئيسي في Gravity Probe-B في جامعة ستانفورد: "تخيل الأرض كما لو كانت مغمورة في العسل". "مع دوران الكوكب ، سوف يدور العسل حوله ، وهو نفس الشيء مع المكان والزمان" ، أكد GP-B اثنين من أعمق التنبؤات لكون أينشتاين ، والتي لها آثار بعيدة المدى عبر أبحاث الفيزياء الفلكية. وبالمثل ، فإن عقود الابتكار التكنولوجي وراء المهمة سيكون لها إرث دائم على الأرض وفي الفضاء ".
بدأت وكالة ناسا في تطوير هذا المشروع بدءًا من خريف عام 1963 بتمويل أولي لتطوير تجربة جيروسكوب النسبية. أدت العقود اللاحقة من التطوير إلى تقنيات رائدة للتحكم في الاضطرابات البيئية على المركبات الفضائية ، مثل السحب الديناميكي الهوائي والمجالات المغناطيسية والتغيرات الحرارية. كان متعقب النجوم والجيروسكوبات الأكثر دقة على الإطلاق من حيث التصميم والإنتاج.
أكملت GP-B عمليات جمع البيانات وتم إيقاف تشغيلها في ديسمبر 2010.
قال بيل دانشي ، كبير علماء الفيزياء الفلكية وعالم البرامج في مقر وكالة ناسا في واشنطن: "سيكون لنتائج المهمة تأثير طويل المدى على عمل الفيزيائيين النظريين". "كل تحدٍ مستقبلي لنظريات آينشتاين عن النسبية العامة يجب أن يبحث عن قياسات أكثر دقة من العمل الرائع الذي أنجزه GP-B".
تم استخدام الابتكارات التي تم تمكينها بواسطة GP-B في تقنيات GPS التي تسمح للطائرات بالهبوط دون مساعدة. تم تطبيق تقنيات GP-B إضافية على مهمة مستكشف الخلفية الكونية لناسا ، التي حددت بدقة إشعاع الخلفية للكون. هذا القياس هو أساس نظرية الانفجار الكبير ، وأدى إلى جائزة نوبل للفيزيائي جون ماثر.
جعل مفهوم الأقمار الصناعية الخالية من السحب الذي ابتكرته GP-B عددًا من الأقمار الصناعية لرصد الأرض ممكنًا ، بما في ذلك تجربة NASA لاستعادة الجاذبية والتجارب المناخية وحقل الجاذبية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ومستكشف دوران المحيطات المستقر. توفر هذه الأقمار الصناعية القياسات الأكثر دقة لشكل الأرض ، وهي ضرورية للملاحة الدقيقة على البر والبحر ، وفهم العلاقة بين دوران المحيط وأنماط المناخ.
تقدم GP-B أيضًا حدود المعرفة ووفرت أرضية تدريبية عملية لـ 100 طالب دكتوراه و 15 مرشحًا لدرجة الماجستير في جامعات عبر الولايات المتحدة. كما عمل في المشروع مع أكثر من 350 طالبًا جامعيًا وأكثر من أربعة عشر طالبًا في المدرسة الثانوية مع كبار العلماء ومهندسي الطيران من الصناعة والحكومة. أصبحت طالبة جامعية عملت في GP-B أول رائدة فضاء في الفضاء ، سالي رايد. آخر كان إريك كورنيل الذي فاز بجائزة نوبل في الفيزياء في عام 2001.
قال إد ويلر ، المدير المساعد لمديرية بعثة العلوم في مقر وكالة ناسا: "يضيف GP-B إلى قاعدة المعرفة حول النسبية بطرق مهمة ، وسوف يكون تأثيرها الإيجابي ملموسًا في وظائف الطلاب الذين تم إثراء تعليمهم من خلال المشروع".
المصادر: وكالة ناسا ، جامعة ستانفورد
